Модель электропроводности земной коры

Рис. 3

 В последние годы на Южной Камчатке выполнены наблюдения МТЗ по двум региональным профилям, которые дают возможность в значительной мере уточнить и дополнить существующие представления о структуре электропроводности земной коры. Методика интерпретации и анализ результатов данных МТЗ подробно изложены в работе [17]. Полученные результаты приведены на рис.3. Они сводятся к следующему.

Геоэлектрическая модель содержит коровый проводящий слой, хорошо развитый на большей части площади, за исключением восточного побережья, где он почти отсутствует. Сопротивление слоя от 5-10 Ом^.м на западе увеличивается до 80 Ом^. м в центральной части профиля, при этом его мощность уменьшается до 15 км. Далее к востоку, в районе Авачинско-Корякской группы вулканов, происходит уменьшение сопротивления коры до 15 Ом^. м на глубине 8-35 км. Здесь из-за сильного эффекта S (узкая проводящая зона в осадочно-вулканогенном чехле) параметры корового проводника определяются неоднозначно. Восточнее по профилю сопротивление корового слоя возрастает до 200 Ом^. м, мощность составляет 25 км.  

Относительно природы корового проводящего слоя можно отметить следующее. Электрическое сопротивление верхних частей консолидированной коры 1000-2000 Ом^. м. При нормальном распределении глубинной электропроводности нижние толщи земной коры имеют удельное сопротивление не менее 500 Ом^. м [5,14], поэтому природу проводящего слоя в земной коре Южной Камчатки сопротивлением в десятки-единицы ом на метр можно объяснить наличием жидких флюидов. Грубые оценки показывают, что достаточно десятых долей процента относительно объема флюидов в связанных каналах, чтобы обеспечить уменьшение сопротивления горной породы до десятков - единиц ом на метр. Можно предполагать, что на большей части площади коровый проводящий слой связан с наличием высокоминерализованных гидротермальных растворов. В зоне V (рис.3), где располагается Авачинско-Корякская группа вулканов, коровый проводник может быть обусловлен наличием магматических расплавов. В восточной части профиля отсутствует низкоомный коровый проводник; здесь же отмечена интенсивная положительная аномалия поля силы тяжести.

По данным электропроводности можно оценить пористость и проницаемость пород земной коры Южной Камчатки. Для этого воспользуемся данными работ [5,6]. Согласно закону Арчи

= _ф /k²

где - удельное сопротивление влажной породы, _ф - удельное электрическое сопротивление флюида; k - пористость. При = 2000 Ом^. м значение _ф = 0,3 Ом^. м, пористость верхних частей земной коры до глубины 10 км равна 0,8%. Эта величина близка к данным по северо-западу США, полученным Л.Л.Ваньяном. О проницаемости верхних частей консолидированной земной коры можно судить по зависимости удельного сопротивления влажных пород от их проницаемости [36]. При сопротивлении коры в 1400 Ом^. м проницаемость ее ~10^-21 - 10^-22 м². При такой проницаемости время проникновения флюида из корового слоя в верхние горизонты земной коры будет ~ 50 млн.лет. Возраст вулканизма Авачинско-Корякской группы вулканов составляет первые миллионы лет. По-видимому, более быстрое проникновение флюидов в верхние горизонты коры в данном районе определяется наличием глубинных разломов. Уже указано, что в зоне V электропроводность коры между осадочно-вулканогенным чехлом, заполняющим грабен, и коровым слоем определяется крайне неоднозначно. Не исключается, что здесь существует вертикальный проводник, обусловленный глубинными разломами, по которым магматические расплавы поступают на поверхность. Возможно, с этими разломами связана современная вулканическая деятельность Авачинско-Корякской группы вулканов.